工业X-CT用闪烁晶体性能的MCNP
Ce3＋掺杂Li2O-Al2O3-SiO2玻璃闪烁材料制备方法研究
Ce3＋掺杂Li2O-Al2O3-SiO2玻璃闪烁材料制备方法研究陈艳平
【期刊名称】《工程物理研究院科技年报》
【年(卷),期】2013(000)001
【摘要】自1932年英国物理学家James Chadwick发现中子以来，中子与物质的相互作用一直都是核物理学家、高能物理学家等广泛关注的焦点问题。
中子是一种不带电的亚原子强粒子，不会引起物质电离。
【总页数】2页(P115-116)
【作者】陈艳平
【作者单位】不详
【正文语种】中文
【中图分类】O53
【相关文献】
1.B2O3掺杂Li2O-Al2O3-SiO2低膨胀透明微晶玻璃的制备及性能表征 [J], 田瑞平;赵会峰;姜宏;童云;胡茂辉
2.A/C比对Ce3+掺杂的Al-Ca-Ba闪烁玻璃发光性能的影响 [J], 朱永昌;欧阳世翕;高祀建;滕伟锋
3.Ce3+对磷酸盐闪烁玻璃耐辐射性能的影响 [J], 赵东辉;夏方;杨云霞;陈国
荣;S;Baccaro;A;Cecilia;M.Nikl
4.Ce3＋和 Tb3＋掺杂钆-钡-硅酸盐闪烁玻璃的发光性能 [J], 张勇;吕景文;韩冰;姜东月;陈亮东
5.稀土离子（Ce3+/Ce4+，Dy3+）对掺 Tb3+硅酸盐闪烁玻璃发光性能的影响[J], 张勇;吕景文;于万秋;赵永庆;王娇
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MCNP使用说明--经典版PPT课件
2021
29
练习
截面测量实验
中央有一个圆柱孔(R=2cm)的铍球 (R=25cm)。
孔的中央有一个氚靶（厚0.5cm，R=2cm） 铍球嵌在半径为40cm的混凝土球壳内。
2021
30
四类MCNP曲面
方程定义曲面
平面，球，圆柱，圆锥，圆环，任意的二次曲面
Macrobodies
nI：表示在与它前后相邻的两个数之间插入n 个线性插值点。
例如：1 5I 7 => 1 2 3 4 5 6 7 xM：表示它前面的数据与x之积
例如：5 4M => 4 20 nJ：表示从它所在位置跳过n项不指定的数据
而使用缺省值。
2021
16
输入简写规则
如果n(R,I,J)中的n缺省，则假设n=1。 如果xM中的x缺省，则致命错误。 nR前面必须放有一个数或由R或M产生的数据
项。
nI前面必须放有一个数或由R或M产生的数据 项，后面还要跟有一个常数。
xM前面必须放有一个数或由R或M产生的数据 项。
nJ前面可以放除了I以外的任何内容。
2021
17
输入文件
2021
18
MCNP教程
简介 输入文件基础 几何描述 源的描述 计数描述 材料，物理成分和数据 高级计数描述 高级几何描述 各种简化 临界问题
5.1
Macrobody RPP的ymax平面 j=10
10.3
2021
36
MCNP曲面： 用点定义对称曲面
用面上的一到三个点描述，且面关于 X,Y或Z轴对称。（见Page3-16）
每一对坐标点定义曲面上的一个点
第一个坐标：点离轴的距离 第二个坐标：点离轴的半径
MCNP(3B)说明书(下)
第三章
3.1 界面的粒子通量密度与流密度…………………………………………………………...27 3.2 平均通量密度记数………………………………………………………………………...28 3.3 栅元中的能量沉积记数…………………………………………………………………...28 3.4 探测器通量………………………………………………………………………………...29 3.4.1 点探测器………………………………………………………………………………..30 3.4.2 OMCFE 探测器………………………………………………………………………...32 3.4.3 环探测器………………………………………………………………………………..33
参考资料………………………………………………………………………………………...54
iii
第一章
几何描述与处理
MCNP 能够处理任意的三维几何结构问题，各栅元可用笛卡尔坐标系下的一阶、二阶 曲面及某些特殊的四阶曲面（如椭圆环曲面）所界定。笛卡尔坐标系由用户随意定义，但一 般都采用右手系。而且，对于轴对称系统，常取 Z 轴作对称轴（并非必须） 。
i
目
第一章
录
几何描述与处理………………………………………………………………….…1
1.l 栅元(Cell)…………………………………………………………………………………...l 1.1.1 用“交”运算定义栅元…………………………………………………………………2 1.1.2 用“联”运算定义栅元…………………………………………………………………2 1.1.3 用“余”运算定义栅元………………………………………………………………….3 1.2 曲面(Surface)………………………………………………………………………………5 1.2.1 虚设曲面…..………….………………………………………………………………….6 l.2.2 反射曲面………………………………………………………………………………….6 1.2.3 曲面的描述方法…………………………………………………………………………7 1.3 粒子飞行轨线的计算……………………………………………………………………...7 1.4 体积与面积的计算………………………………………………………………………...8 1.4.1 对称体积与面积的计算…………………………………………………………………8 1.4.2 不可计算的体积与面积………………………………………………………………..10 1.4.3 非对称的体积、 面积之随机估计………………………………………………………10
MCNP使用说明--401堆工所内部资料
◼ SPH 球
◼ 与方程表示的球是一样的
◼ RCC 直圆柱体
◼ 轴与底面垂直，但是方向任意
◼ RHP(HEX) 直六面棱柱
◼ 与RCC相似但底为任意的六边形
MCNP曲面：Macrobodies
◼ “坐向”与其他封闭曲面相类似
◼ + 正的坐向，点在曲面以外。 ◼ + 负的坐向，点在曲面以内。
◼ 10.3
MCNP曲面： 用点定义对称曲面
◼ 用面上的一到三个点描述，且面关于 X,Y或Z轴对称。（见Page3-16）
◼ 每一对坐标点定义曲面上的一个点
◼ 第一个坐标：点离轴的距离 ◼ 第二个坐标：点离轴的半径
MCNP曲面： 用点定义对称曲面
◼ 一个点：定义一个平面 ◼ 两个点：定义平面或者线性曲面（圆柱、圆锥） ◼ 三个点：定义平面、线性
MCNP中的物理单位
◼ 长度：cm ◼ 能量：MeV ◼ 时间：刹（10-8s） ◼ 温度：MeV(KT) ◼ 原子密度：1024原子/cm3 ◼ 质量密度：g/cm3 ◼ 截面：靶（10-24cm2）
MCNP输入文件
◼ 标题卡 ◼ 栅元卡
要求空行分隔 ◼ 曲面卡
要求空行分隔 ◼ 数据卡
推荐空行作为结束
• 垂直于z轴的平面 j pz z
栅元中的复合曲面
◼ 栅元中的点和曲面的关系通过栅元对曲面的坐 向联系起来：“+”和“-” —曲面将universe分为两个半区
◼ 布尔算符 —将不同的半区与创建的栅元联系起来
▪ 交（Intersection) ▪ 联（Union) ▪ 余（Complement)
坐向
栅元的复合曲面：
交
◼ 同时满足两个坐向的空间 ◼ 算符输入：在两个曲面号中用空格
GMX40型探测器MCNP模拟
GMX40型探测器MCNP模拟5.1模型构建HPGe探测器为ORTEC GMX40型，锗晶体为p型半导体，所以外围的死层为硼扩散的n接触，其死层很小仅有0.3微米，在模拟中便忽略了死层厚度的影响。
另外，其窗为铍层，对光子的吸收系数较小，所以在低能区仍然能够有很好的探测效率，探测器如图5.1所示。
图5.1 ORTEC GMX40型高纯锗探测器，在图中前端部分集成了探头、前置放大器和高压系统，下部分为杜瓦瓶里面充液氮以便对探测器进行冷却。
为降低本底的影响，探头包有铅室，铅室的内壁有一层0.15mm的铜层，是为了吸收伽马散射的X射线，铜层外是一层中空圆柱形的厚度为10cm的铅层，屏蔽了外来射线的影响，中央圆柱形孔直径29cm，孔深度40.6cm，铅室（不含顶盖）高度为54cm。
顶盖的厚度为13cm，可以开合。
铅室的图形如图5.2所示。
图5.2 铅室的实景图，其中右侧部分为铅室顶盖，下部为铅室，中央有中空的圆柱形空腔，可以安放探测器和标准源。
高纯锗探测器的详细几何结构图和参数列表如图5.3和图5.4所示：图5.3 GMX40型高纯锗探测器详细结构图图5.4 GMX40型高纯锗探测器详细几何参数列表在模拟中探测器的下端铝层紧挨着铅室的空腔下壁，并且置于中央位置，模拟中由于硼扩散死层仅有0.3微米，对效率影响很小，模拟中忽略不计。
模拟探测器结构图如图5.5所示。
图5.5 MCNP模拟GMX40型HPGe探测器结构图，其中外围粉红色部分为铅室，淡蓝色为空气，探测器置于中央。
探测器中深红色部分为Ge晶体的敏感区域。
5.2 GMX40型探测器的MCNP模拟在MCNP模拟中模拟了从30keV~1.5MeV能区内的GMX40型HPGe探测器的伽马源峰探测效率。
源位置在探测器中央距离2cm、5cm、10cm和15cm。
模拟结果如表5.1所示。
表5.1 GMX40型探测效率模拟值现对表5.1中的数据作图并拟合，在能量小于200keV时用三次多项式拟合，大于200keV 使用公式（4.2）拟合可以得到较为合适的结果如图5.6~5.9所示。
【国家自然科学基金】_mcnp程序_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801
科研热词 推荐指数 有源次临界中子有效增殖因子 2 有效增殖系数 2 外源中子平均价值 2 启明星1#实验装置 2 mcnp程序 2 输入文件 1 计算可视化 1 蒙特卡罗方法 1 蒙特卡罗 1 瞬发γ 中子活化分析 1 模拟 1 慢化材料 1 中子注量率 1 mcnp 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41
科研热词 mcnp程序 能量沉积 细胞模型 比能分布 monte carlo方法 蒙特卡罗 自屏 聚变-裂变 积分检验 特征线方法 燃料组件 温度相关截面库 测试包层模块 活化 氦冷固态实验包层模块 根系显影 时间响应 探测效率能量响应 多邦方法 多用途 复杂几何 基准题 基准测试 图像重建 国际热核实验堆 共振 任意几何 二次开发 中子通量监测器 中子输运方程 中子学 中子ct njoy软件 micromegas探测器 iter hendl2.0 fispact程序 endf/b-ⅶ.0评价库 autocad ace格式 14mev中子,快中子照相,次级中子,monte carl
推荐指数 6 4 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
ST401型塑料闪烁体闪烁时间测量
ST401型塑料闪烁体闪烁时间测量
汲长松;贺宣庆;王婷婷;张庆威
【期刊名称】《核电子学与探测技术》
【年(卷),期】2013(033)004
【摘要】应用放射源激发闪烁体发光,测量发光时间特性的单光子计数法,以及按单光子计数原理建立的测量装置,对国产ST401型普通塑料闪烁体的闪烁衰减时间进行了测量,结果为(2.60 ±0.18)ns.该装置的时间分辨率小于1.8ns,幅度动态范围大于104,测量精度好于0.1ns,并可以测量多组份发光时间的闪烁体的时间特性.【总页数】5页(P462-466)
【作者】汲长松;贺宣庆;王婷婷;张庆威
【作者单位】中核(北京)核仪器厂,北京 100176;中核(北京)核仪器厂,北京 100176;中核(北京)核仪器厂,北京 100176;中核(北京)核仪器厂,北京 100176
【正文语种】中文
【中图分类】TL812+.1
【相关文献】
1.ST401塑料闪烁体中子、r灵敏度测量 [J], 韩惠林
2.ST401塑料闪烁体中子探测效率研究 [J], 李波均;朱学彬;王立宗;唐章奎
3.ST401塑料闪烁体脉冲X射线相对灵敏度标定方法 [J], 谢红卫;宋顾周;王奎禄
4.ST401塑料闪烁体中子探测效率刻度及相对发光产额的测定 [J], 张传飞;彭太平;罗小兵;李如荣;张建华;夏宜君;杨志华;林理彬
5.ST401塑料闪烁体的脉冲中子相对光产额评估方法 [J], 姚志明;段宝军;宋顾周;严维鹏;马继明;韩长材;宋岩
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利用MCNP程序进行ETRR2冷中子源的中子概念设计
ｇ ０ １ １２
１ ０ｎ
藉
ｌ０ Ｏ
廿 ｌ Ｏ
中子注量率对计算结果进行了仔细校准。 计算了切向管 的轴向注量率的分布 ，并与 试验结果 比较 以证实计算的精确性（ ） 图２。
离开 堆芯 的距 离／ｒ ｅ ａ
图２ 计算的和测量的中子注量率在 切向管 中的轴 向分布
５ ％
在Ｃ 的设计计算 和参数研究 中使用 ＮＳ 曲面源 。中子导 向管入 口平面处 的冷 中子 流量是通过Ｄ Ｔ Ａ 命令在０ ９ ８ ｃｓ Ｘ ＲＮ ． ９ ＞ ｏ ９ ＞ 的情况下计数得到的；利用Ｅ 的仿 ｌ Ｔ 真模型进行ＭＣ Ｐ 仿真， Ｎ５ 通过实验测量的
ｍ
‘
１ Ｏ¨
６ｌ
平均功率密 最大功率 度／ ・ ｍ Ｗ ｃ 峰值 因子
１０ ４ ２４ ３
．
氙中毒 ｐｒ ｅ ｕ
２ ０ ５ｌ
３ ０
维普资讯
２ 计算方法 中子设计 的计算思路 ：首先在切向管周 围产生 一个覆盖Ｃ Ｓ Ｎ 的曲面源 ；然后使用 ＷＩ ４ ＭＳ 程序形成宏观作用截面 ，以供ＣＴ Ａ 程序在扩散计算 中使用 ；随后用Ｃ Ｔ Ａ Ｄ ＩＶ Ｐ ＩＶ Ｐ 程序得到燃耗深度 ， 再将燃耗深度代入到ＷＩ ４ ＭＳ 程序中计算各 同位素 的总量 ； Ｄ 最后在 ＭＣ Ｐ Ｎ 程序的材料卡上使用所得到的同位素总量。 用ＭＣ Ｐ 程序计算完整的反应堆三维 Ｎ５ 结构 ， 通过临界计算生成一个 围绕切向管的曲面源。为了让裂变源从初始假定的分布（ Ｊ 燃 料区域中任意相 同的一组点） 达到收敛 ，需要预先进行广泛的计算 。为 了达到收敛 ，典 型地跳过前２４ 循环 ，总共运行２ ０代循环 ，每代取５０ 个 中子 ，得到的统计精度大于 ０￣ － ００ ００
CdTe探测器能量刻度与探测效率的模拟计算
CdTe探测器能量刻度与探测效率的模拟计算姚馨博;吴金杰;王玉龙;陈成;王佳;杨扬【摘要】在实现对单能平行光子源的绝对测量之前,需要对CdTe探测器进行刻度.利用已知点源对CdTe探测器进行能量刻度,得到刻度曲线和能量分辨率,利用工业CT对CdTe探测器进行精确扫描,得到CdTe探测器内部结构,并以此为基础,利用MCNP5蒙特卡罗模拟程序建立CdTe探测器物理模型;计算20 ～150 keV能量段,能量间隔为1 keV每个能量点的探测效率,得到CdTe探测器的效率曲线图.发现CdTe探测器在低能段探测效率较高,但Te元素在27 keV和32 keV处产生了逃逸峰,探测效率有所下降,之后探测效率曲线呈现先上升后下降的趋势.%CdTe detector need to be scaled before it detects the single parallel photon source.Based on the energy calibration graph and energy resolution by standard point source,accurate internal structure by CT scanning and the results of physical model calculated by MCNP5 Monte Carlo code can be achived.The detector efficiency graph can be obtained on 1 keV step from 20 keV to 150 keV energy range.The detection efficiency is very well at lower energy range and becomes decline at the energy of 27 keV and 32 keV due to outcome of X-ray escape summits.Then the detector efficiency increases and then decreases with the growth of energy.【期刊名称】《计量学报》【年(卷),期】2017(038)003【总页数】4页(P372-375)【关键词】计量学;CdTe探测器;探测效率;蒙特卡罗模拟;CT扫描【作者】姚馨博;吴金杰;王玉龙;陈成;王佳;杨扬【作者单位】浙江省计量科学研究院,浙江杭州310013;中国计量科学研究院,北京100029;中国计量科学研究院,北京100029;中国计量科学研究院,北京100029;成都理工大学,四川成都610059;中国计量科学研究院,北京100029;南华大学,湖南衡阳421000;中国计量科学研究院,北京100029【正文语种】中文【中图分类】TB98硬X射线调制天文望远镜卫星将用于探测宇宙超大质量黑洞，监测宇宙中宽波段X射线等。
9MeV工业CT系统下一种简单的线衰减系数测定方法
9 MeV 工业 CT 系统下一种简单的 线衰减系数测定方法
王鹍，邓俊，韦炳军，罗志鹏，余洋
（中国工程物理研究院材料研究所，四川 江油 621907）
摘要：在考虑选择射线源能量、计算射线源的穿透能力或研究材料屏蔽性能时，被检测材料的 线衰减系数是一个重要参数。本文基于 9 MeV 工业 CT 系统，提出一种简单的线衰减系数测定方 法，对 CT 检测工作中常见的铝（Al）、钨（W）和钢（Fe）材料进行线衰减系数的测定。首先， 选取不同厚度的金属材料，分别放置于探测器与射线源之间，使中心射束垂直透过金属材料； 然后分别读取不同厚度金属材料下探测器通道的示数，通过线性拟合计算出被检测材料的线衰 减系数；最后将测定结果与文献和 NIST 数据库中的结果进行比较。结果表明，通过实验测定的 三种材料的线衰减系数比较准确，实验结果可用于相同材料的 CT 检测中，也可采用本文方法计 算其他材料的线衰减系数。
对于原子序数 Z 和密度 ρ 已知的单一材质，式（3）经变换可得到下式
（3）
ln
P 0
S
(
E
)
dE
P S(E), yl
(
E
)
yl
（4）
由式（4）可知，射线有效能量 E 、原子序数 Z 和密度 ρ 已知的情况下，材料的线衰减系数 可近似由入射和出射 X 射线强度以及材料沿射线方向的厚度得到。
2 衰减实验
厚度/mm
第 40 个通道
探测器通道示数 第 41 个通道
第 42 个通道
0.00 20.10 25.10 40.20 45.20 50.20
13 298 6 808 5 874 3 683 3 264 2 843
9 390 4 834 4 132 2 615 2 269 1 972
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东华理工大学毕业设计(论文) 摘要摘要工业X-CT虽在原理上与医学X-CT相类似，但在系统结构设计和对X射线探测及扫描方式等方面二者却存在极大的差异，其系统结构设计将因被检测对象的不同而进行个性化的设计，因而对闪烁晶体的尺寸难于做到统一的标准尺寸，且晶体中还掺入了对人体有剧毒的杂质Tl和Cd等元素，这样对系统结构设计及人为操作方面带来困难。
基此，针对工业X-CT系统中如何实现对X射线的高效探测问题，本论文采用蒙特卡罗方法，模拟研究了CsI(T1)、NaI(T1)、CdWO4 闪烁晶体与X射线作用后，其在能量分布、全能峰效率及闪烁体转换效率方面的性能。
研究结果发现，CsI（Tl）闪烁晶体在全能峰效率，闪烁体转换效率，光特性及易于加工等方面，综合性能最优，它可以作为工业X-CT系统中对X射线高效探测的理想选择，当CsI(T1)晶体长度为1.5cm时，X射线能量为220keV时，探测器的全能峰效率高达62.3%，转换效率高达74.3%。
这一结果可以给X-CT系统结构设计及操作方面带来重大参考价值。
关键词：工业X-CT；闪烁晶体；MCNPABSTRACTIndustrial X-CT is similar with the medical X-CT in principle, but there are great differences between system architecture design and X-ray detection and scanning,besides,the system design will be designed personalizely due to different detected object, and thus the size of s cintillation crystals can’t achieve a uniform standard , and the crystal mixed with impurities such as Tl and Cd elements are also highly toxic to humans.Thus,it brings difficult to system architecture design and man-caused operational. Based on this, this paper takes Monte Carlo method for how to achieve efficient detection of X-ray problem in industrial X-CT system,and simulate energy distribution, the peak efficiency all-round performance of CsI (Tl), NaI (T1), CdWO4scintillation crysta after they acted with the role of X-ray.The results showed that, CsI (T1) scintillation crystal has optical properties in the all-round peak efficiency, scintillator conversion efficiency, and easy processing, etc. It can be used as ideal for X-ray high efficiency probe in industrial X-CT system. when the crystal length is1.5cm,and X-ray energy 220keV, the detector efficiency reached as high as 62.3% and all-round peak conversion efficiency as high as 74.3%. This result can bring great reference value of X-CT system design and operation of significant aspects.Key words: Industrial X-CT; scintillation crystal; MCNP目录绪论 (1)1 工业X-CT (2)1.1 射线与物质的相互作用 (2)1.1.1 光电效应 (2)1.1.2 康普顿效应 (3)1.1.3 电子对效应 (3)1.2 工业X-CT的结构和原理 (3)1.2.1工业X-CT基本原理 (4)1.2.2工业X-CT的结构工作原理 (5)1.3工业X-CT的新发展 (6)2 闪烁晶体的性能 (7)2.1 闪烁晶体的种类 (7)2.2 闪烁晶体的物理特性 (7)2.2.1 物理性能 (8)2.2.2 全能峰效率 (8)2.2.3 转换效率 (8)3 蒙特卡罗方法与MCNP程序 (9)3.1 蒙特卡罗方法模拟原理 (9)3.2 蒙特卡罗方法的解题步骤 (10)3.3 基于蒙特卡罗方法的MCNP程序 (11)3.3.1 MCNP程序的发展 (11)3.3.2 MCNP程序的特点 (12)3.3.3 MCNP的应用状况 (13)4 MCNP模型的建立与程序模拟 (15)4.1 MCNP模拟的空间布置 (15)4.2闪烁晶体性能MCNP模拟 (16)4.2.1能量分布的MCNP模拟 (16)4.2.2全能峰效率的MCNP模拟 (16)4.2.3闪烁体转换效率的MCNP模拟 (19)结论 (22)致谢 (23)参考文献 (24)附录1 (25)附录2 (26)附录3 (27)绪论工业X-CT（X-ray Computed Tomography）是工业计算机析成像技术的简称，它是一种先进的无损检测手段，可广泛用于航空、航天、军事、冶金、机械、石油、电力、地质等领域内的无损检测与无损评价。
在工业X-CT系统中，如何对X射线进行高效的探测，则是工业X-CT系统获取高质量CT的关键。
目前，在工业X-CT系统中，国内国外对X射线的探测，均是首先通过CsI(T1)、NaI(T1)、CdWO4和GOS (Gd2O2S)稀土等闪烁晶体或闪烁晶体屏将X射线转换成可见光，而后利用光电转换器件如PMT（Photomultiplier Tube）、PD（Photodiode）或CCD（Charge Coupled Device）等，将光信号转换成易于处理的电信号。
为使CT图像有既要高的空间分辨率（或几何分辨率）又要使CT图像信号具有足够的信噪比，就需要对闪烁晶体的尺寸或闪烁屏的厚度进行合理的选取。
这是因为，闪烁晶体的尺寸太大或闪烁晶体屏的厚度太厚，将直接影响CT图像的空间分辨率；但是，如果闪烁晶体的尺寸太小或闪烁晶体屏的厚度太薄，又将直接影响闪烁晶体或屏的发光效率，进而影响CT图像信号的信噪比。
尤其是，一方面，工业X-CT系统虽在原理上与医用X-CT相类似，但在系统结构设计和对X射线探测及扫描方式等不同于医用X-CT，它检测的工件或零部件十分复杂，被检测的尺寸直径从几个mm到几百个mm,密度从几kg/m3到几十kg/m3，这就决定了工业X-CT是非标产品，其设计将因被检测对象的不同而进行个性化的设计，故对X射线的能量及其探测要求也不尽相同，因而其对CsI(T1)、NaI(T1)、CdWO4晶体尺寸也难于做到统一的尺寸标准。
另一方面，CsI(T1)、NaI(T1)、CdWO4闪烁晶体对X射线的探测性能也未尽相同，且还参入了对人体有剧毒的杂质T1和Cd等元素。
为使X射线在CsI(T1)、NaI(T1)、CdWO4 闪烁晶体中既有足够的能量沉积，让更多的X射线转换成可见光（提高信噪比），又要使工业X-CT系统的CT图像获得较高的空间（或几何）分辨率，基此，采用MCNP方法，模拟研究CsI(T1)、NaI(T1)、CdWO4闪烁晶体探测X射线的性能进行比较研究，则是解决问题的一个可选的方案。
本论文中第一章对射线与物质的相互作用以及工业X-CT的基本结构与原理做了详细的阐述，使本课题的研究工作有了充分的理论支持；第二章对闪烁晶体的性能进行了说明，为本论文的性能模拟理工理论基础；第三章对蒙特卡洛方法和MCNP程序进行了详细的介绍，使本课题的研究工作有了基本的模拟方法和程序技术支持；第四章对模型的建立和模拟过程进行了详细的介绍，同时对模拟结果进行了分析与研究，使本课题的研究具有一定的实际意义；第五章是本论文最后的结论部分，是对本课题模拟结果的总结，同时对在本课题模拟过程中出现的问题不足以及未来的改进方向进行了介绍。
1工业X-CT工业X-CT是一种先进的无损检测手段，在工业X-CT系统中，首先通过CsI(T1)、NaI(T1)、CdWO4和GOS (Gd2O2S)稀土等闪烁晶体或闪烁晶体屏经过光电效应、康普顿效应及电子对效应等将X射线转换成可见光，而后利用光电转换器件如PMT、PD或CCD等，将光信号转换成易于处理的电信号[1]。
1.1 射线与物质的相互作用γ射线、韧致辐射、湮没辐射和特征Χ射线等，虽然它们的起源不一、能量大小不等，但都属于电磁辐射。
电磁辐射与物质相互作用的机制、与这些电磁辐射的起源是无关的，只与它们的能量有关。
γ射线与物质的相互作用和带电粒子与物质的相互作用有着显著的不同。
γ光子不带电，它不像带电粒子那样直接与靶物质原子、电子发生库伦碰撞而使之电离或激发，或者与靶原子核发生碰撞导致弹性碰撞能量损失或辐射损失，因而不能像带电粒子那样用阻止本领dE/dx和射程来描述光子在物质中的行为。
带电粒子主要通过连续的与物质原子的核外电子的许多次非弹性碰撞逐渐损失能量的，每一次碰撞中所转移的能量很小。
而光子与物质相互作用时，发生一次相互作用就导致损失其大部分或全部能量。
光子不是完全消失就是大角度散射掉。
光子可以通过与物质的相互作用被间接探测到。
这些作用过程产生带电的次级粒子，随后在探测器的灵敏体积内通过电离过程被记录下来。
γ射线与物质相互作用，可以有多种方式。
当γ射线能量在30MeV以下时，在所有的相互作用中最主要的有三种方式：光电效应、康普顿效应和电子对效应。
还有一些其它的相互作用方式，如：相干散射、光致核反应和核共振反应等。
1.1.1光电效应γ射线与靶物质原子的束缚电子作用时，光子把全部能量转移给某个束缚电子，使之发射出去，而光子本身消失掉，这种过程称为光电效应。